package com.zf.arraystack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //完成将一个中缀表达式转成后缀表达式的功能
        //说明
        //1. 1+((2+3)×4)-5 => 转成  1 2 3 + 4 × + 5 –
        //2. 因为直接对str 进行操作，不方便，因此 先将  "1+((2+3)×4)-5" =》 中缀的表达式对应的List
        //   即 "1+((2+3)×4)-5" => ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]
        //3. 将得到的中缀表达式对应的List => 后缀表达式对应的List
        //   即 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]  =》 ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]

        String expression = "1+((2+3)*2)-11";//注意表达式
        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的List=" + infixExpressionList); // ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]
        List<String> suffixExpreesionList = parseSuffixExpressionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的List" + suffixExpreesionList); //ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]

        System.out.printf("expression=%d", calculate(suffixExpreesionList)); //


/*
        //定义逆波兰表达式
        String suffixExpression = "4 5 * 8 - 60 + 8 2 / + ";

        //思路
        //1. 先将 "3 4 + 5 x 6 - " 放入到arrayList集合中
        //2。将ArrayList传递给一个方法，配合栈完成计算
        List<String> rpnList = getListString(suffixExpression);
        System.out.println("rpnList=" + rpnList);

        int res = calculate(rpnList);
        System.out.println(res);*/
    }

    //中缀转后缀
    public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> ls){
        Stack<String> s1 = new Stack<String>();//符号栈
        //说明：因为s2 这个栈，在整个转换过程中，没有pop操作，而且后面我们还需要逆序输出
        //因此比较麻烦，这里我们就不用 Stack<String> 直接使用 List<String> s2
        List<String> s2 = new ArrayList<String>(); // 储存中间结果的Lists2
//        Stack<String> s2 = new Stack<>();//中间结果栈
        for (String item : ls) {
            //如果是一个数，加入s2
            if (item.matches("\\d+")){
                s2.add(item);
            }else if (item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if (item.equals(")")){
                //如果是右括号“)”，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到左括号为止，此时将这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();
            }else {
                //当item的优先级小于等于s1栈顶运算符, 将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，再次转到(4.1)与s1中新的栈顶运算符相比较
                //问题：我们缺少一个比较优先级高低的方法
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //还需要将item压入栈
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while (s1.size() != 0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;//注意因为是存放到List, 因此按顺序输出就是对应的后缀表达式对应的List
    }

    //方法：将中缀表达式转换成对应的list
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s){
        //定义一个list，存放中缀表达式对应的数据
        List<String> ls = new ArrayList<>();
        int i = 0; //遍历用指针
        String str;//对多位数的拼接
        char c;//存储遍历到的字符
        do {
            //如果非数字，加入ls
            if ((c=s.charAt(i)) < 48 || (c=s.charAt(i)) > 57){
                ls.add("" + c);
                i++;
            }else { //如果是一个数，考虑多位数
//                先将str置空
                str = "";
                while (i<s.length() && (c=s.charAt(i)) >= 48 && (c=s.charAt(i)) <= 57){
                    str += c;
                    i++;
                }
                ls.add(str);
            }
        }while (i < s.length());
        return ls;
    }

    //将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符 放入到ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression){
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (String ele : split) {
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }
    //完成对逆波兰表达式的运算
	/*
	 * 1)从左至右扫描，将3和4压入堆栈；
		2)遇到+运算符，因此弹出4和3（4为栈顶元素，3为次顶元素），计算出3+4的值，得7，再将7入栈；
		3)将5入栈；
		4)接下来是×运算符，因此弹出5和7，计算出7×5=35，将35入栈；
		5)将6入栈；
		6)最后是-运算符，计算出35-6的值，即29，由此得出最终结果
	 */
    public static int calculate(List<String> ls){
        // 创建给栈, 只需要一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        // 遍历 ls
        for (String item : ls) {
            // 这里使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\d+")) { // 匹配的是多位数
                // 入栈
                stack.push(item);
            } else {
                // pop出两个数，并运算， 再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                switch (item){
                    case "+":
                        res = num1 + num2;
                        break;
                    case "-":
                        res = num1 - num2;
                        break;
                    case "*":
                        res = num1 * num2;
                        break;
                    case "/":
                        res = num1 / num2;
                        break;
                    default:
                        throw new RuntimeException("运算符有误");
                }

                //把res 入栈
                stack.push("" + res);
            }

        }
        //最后留在stack中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

//编写一个类，返回一个运算符对应的优先级
class Operation{
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    //写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation){
        int result = 0;
        switch (operation){
            case "+":
                result = ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "*":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}
